KR20230098714A

KR20230098714A - 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR20230098714A
Application number: KR1020237021536A
Authority: KR
Inventors: 유선미; 장형문
Original assignee: 로즈데일 다이나믹스 엘엘씨
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2023-07-04
Also published as: US11166036B2; CN117255194A; US20200137404A1; EP3522538A4; KR20190052097A; JP2019534629A; CN110024405B; KR20210107183A; KR102549987B1; EP3522538A1; WO2018062880A1; US20220124357A1; CN110024405A

Abstract

영상 처리 방법 및 이를 위한 장치를 개시한다. 구체적으로, 영상 처리 방법은, 인트라 예측(intra prediction) 모드를 획득하는 단계; 현재 블록의 이웃 샘플을 이용하여 참조 샘플을 획득하는 단계; 참조 샘플에 필터링을 수행할지 여부를 결정하는 단계; 필터링을 수행하기로 결정된 경우 참조 샘플을 필터링하는 단계; 및 예측 모드를 기반으로 참조 샘플 또는 필터링된 참조샘플을 이용하여 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 현재 블록은 비정방형 블록이고, 참조 샘플은 좌측 참조 샘플 및 상단 참조 샘플을 포함하며, 상기 필터링 수행 여부는, 현재 블록 파라미터 또는 주변 블록 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여 결정된다.

Description

영상 처리 방법 및 이를 위한 장치{IMAGE PROCESSING METHOD AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인트라 예측 모드(inter prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.

차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.

따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.

기존의 정지 영상 또는 동영상의 압축 기술에서는 블록 기반으로 영상을 압축하는 방법을 이용한다. 특히, 인트라 예측 모드에서, 현재 처리 블록이 비정방형 블록인 경우, 참조 샘플 필터링 수행 여부 및/또는 필터 종류를 결정하는 기준이 모호한 문제가 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 현재 블록과 관련된 파라미터 및/또는 현재 블록의 주변 블록과 관련된 파라미터를 이용하여 참조 샘플의 필터링 수행 여부 및/또는 필터링 종류를 결정함으로써 예측 정확도를 향상시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 현재 블록 파라미터로써 현재 블록의 변의 길이, 샘플 수, 양자화 파라미터 또는 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리를 기준으로 필터링 여부 결정 및/또는 필터 종류를 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 주변 블록의 파라미터로써, 주변 블록의 양자화 파라미터, 잔차 계수의 개수, 잔차 계수의 존재 여부를 나타내는 플래그 또는 블록 경계 관련 정보를 기준으로 필터링 여부 결정 및/또는 필터 종류를 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플을 각각 별도로 필터링 여부를 결정하거나, 필터링 수행 여부를 결정함에 앞서 참조 가능 여부를 판단하는 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 비정방형 블록을 위한 테이블을 정의하지 않고 정방형 블록의 테이블을 이용함으로써 비정방형 블록의 필터링 여부 결정 및/또는 필터 종류를 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상은, 영상 복호화 방법에 있어서, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득하는 단계; 상기 현재 블록의 이웃 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 획득하는 단계; 상기 참조 샘플에 필터링을 수행할지 여부를 결정하는 단계; 상기 필터링을 수행하기로 결정된 경우 상기 참조 샘플을 필터링하는 단계; 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플 또는 상기 필터링된 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록은 비정방형(non-square) 블록이고, 상기 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측 수직 에지의 좌측과 좌하단에 위치하는 샘플들을 포함하는 좌측 참조 샘플, 및 상기 현재 블록의 상단 수평 에지의 상측과 우상측에 위치하는 샘플들을 포함하는 상단 참조 샘플을 포함하며, 상기 좌측 참조 샘플 및 상기 상단 참조 샘플 중 하나는 상기 현재 블록의 좌상단 샘플을 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 필터링 수행 여부는, 상기 인트라 예측 모드와 함께, 상기 현재 블록과 관련된 파라미터인 현재 블록 파라미터 또는 상기 현재 블록의 주변 블록과 관련된 파라미터인 주변 블록 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여 결정된다.

바람직하게, 상기 현재 블록 파라미터는, 상기 현재 블록의 수평 에지의 길이를 나타내는 수평 에지 길이 또는 상기 현재 블록의 수직 에지의 길이를 나타내는 수직 에지 길이 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 수평 에지 길이 및 상기 수직 에지 길이 중, 더 큰 값을 갖는 에지의 길이 또는 더 작은 값을 갖는 에지의 길이에 기초하여 필터링을 수행하도록 결정된다.

바람직하게, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 수평 에지 길이에 기초하여 상기 상단 참조 샘플의 필터링 수행 여부가 결정되고, 상기 수직 에지 길이에 기초하여 상기 좌측 참조 샘플의 필터링 수행 여부가 결정되며, 상기 필터링하는 단계에 있어서, 상기 상단 참조 샘플 및 상기 좌측 참조 샘플이 각각 독립적으로 필터링된다.

바람직하게, 상기 현재 블록 파라미터는, 상기 현재 블록의 샘플 수를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 샘플 수와 동일한 샘플 수를 갖는 제1 정방형 블록, 또는 상기 샘플 수보다 더 적은 샘플 수를 갖는 정방형 블록들 중 가장 큰 블록인 제2 정방형 블록이, 기 정의된 조건에 기초하여 상기 인트라 예측 모드에서 필터링이 수행되면, 필터링을 수행하도록 결정된다.

바람직하게, 상기 현재 블록 파라미터는, 상기 현재 블록의 양자화율과 관련되는 제1 양자화 파라미터를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 제1 양자화 파라미터가 제1 임계값보다 큰 경우 필터링을 수행하도록 결정되고, 상기 필터링하는 단계에 있어서, 상기 제1 양자화 파라미터가 상기 제1 임계값보다 큰지 여부에 따라 필터 타입이 결정된다.

바람직하게, 상기 현재 블록 파라미터는, 상기 현재 블록 내의 예측 샘플과 상기 상단 참조 샘플 사이의 수직 거리 또는 상기 예측 블록과 상기 좌측 참조 샘플 사이의 수평 거리 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 수직 거리가 제2 임계값보다 큰 경우, 상기 수평 거리가 제3 임계값보다 큰 경우, 또는 상기 수직 거리가 상기 제2 임계값보다 크고 상기 수평 거리가 상기 제3 임계값보다 큰 경우, 필터링을 수행하도록 결정되고, 상기 필터링하는 단계에 있어서, 상기 수직 거리가 상기 제2 임계값보다 큰지 여부 및/또는 상기 수평 거리가 상기 제3 임계값보다 큰지 여부에 따라 필터 타입이 결정된다.

바람직하게, 상기 주변 블록 파라미터는, 상기 주변 블록의 양자화율과 관련되는 제2 양자화 파라미터를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 제2 양자화 파라미터가 제4 임계값보다 큰 경우 필터링을 수행하도록 결정되고, 상기 필터링하는 단계에 있어서, 상기 제2 양자화 파라미터가 상기 제4 임계값보다 큰지 여부에 따라 필터 타입이 결정된다.

바람직하게, 상기 주변 블록 파라미터는, 상기 주변 블록의 잔차 계수의 수를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 잔차 계수의 수가 제5 임계값보다 큰 경우 필터링을 수행하도록 결정되고, 상기 필터링하는 단계에 있어서, 상기 잔차 계수의 수가 상기 제5 임계값보다 큰지 여부에 따라 필터 타입이 결정된다.

바람직하게, 상기 주변 블록 파라미터는, 상기 주변 블록에 잔차 계수가 존재하는지를 나타내는 플래그를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 플래그가 상기 잔차 계수가 존재한다고 나타내면 필터링을 수행하도록 결정된다.

바람직하게, 상기 주변 블록 파라미터는, 상기 상단 참조 샘플 또는 상기 좌측 참조 샘플 중 적어도 하나가 서로 다른 주변 블록에 속하는 샘플들로 구성되었는지를 나타내는 에지 파라미터를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 에지 파라미터가 상기 상단 참조 샘플 또는 상기 좌측 참조 샘플 중 적어도 하나가 상기 서로 다른 주변 블록에 속하는 샘플들로 구성되었음을 나타내는 경우, 상기 필터링을 수행하도록 결정된다.

바람직하게, 상기 주변 블록 파라미터는, 상기 참조 샘플이 속한 서로 다른 주변 블록의 수를 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 서로 다른 주변 블록의 수가 제6 임계값보다 큰 경우 필터링을 수행하도록 결정되고, 상기 필터링하는 단계에 있어서, 상기 서로 다른 주변 블록의 수가 상기 제6 임계값보다 큰지 여부에 따라 필터 타입이 결정된다.

바람직하게, 상기 상단 참조 샘플 및 상기 좌측 참조 샘플이 참조 가능한지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하고, 상기 필터링 수행 여부를 결정하는 단계에 있어서, 상기 상단 참조 샘플 및 상기 좌측 참조 샘플 중 하나가 참조 가능한 경우, 상기 현재 블록의 수평 에지의 길이를 나타내는 수평 에지 길이 또는 상기 현재 블록의 수직 에지의 길이를 나타내는 수직 에지 길이 중 참조 가능한 샘플에 인접한 에지의 길이에 기초하여 필터링을 수행하도록 결정되고, 그렇지 않으면, 상기 수평 에지 길이 및 상기 수직 에지 길이 중 더 큰 값을 갖는 에지의 길이 또는 더 작은 값을 갖는 에지의 길이에 기초하여 필터링을 수행하도록 결정되거나, 또는, 상기 수평 에지 길이 및 상기 수직 에지 길이에 기초하여 각각 독립적으로 상기 상단 참조 샘플 및 상기 좌측 참조 샘플의 필터링 수행 여부가 결정된다.

본 발명의 일 양상은, 영상을 복호화하는 장치에 있어서, 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부를 포함하되, 상기 인트라 예측부는, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드를 획득하는 인트라 예측 모드 획득부; 상기 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 획득하는 참조 샘플 획득부; 상기 참조 샘플에 필터링을 수행할지 여부를 결정하고, 상기 필터링을 수행하기로 결정되면 상기 참조 샘플을 필터링하는 참조 샘플 필터링부; 및 상기 현재 블록의 상기 참조 샘플 또는 상기 필터링된 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함하고, 상기 현재 블록은 비정방형(non-square) 블록이고, 상기 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측 수직 에지의 좌측과 좌하단에 위치하는 샘플들을 포함하는 좌측 참조 샘플 및 상기 현재 블록의 상단 수평 에지의 상측과 우상측에 위치하는 샘플들을 포함하는 상단 참조 샘플을 포함하며, 상기 좌측 참조 샘플 및 상기 상단 참조 샘플 중 하나는 상기 현재 블록의 좌상단 샘플을 포함하고, 상기 참조 샘플 필터링부는, 상기 인트라 예측 모드와 함께, 상기 현재 블록과 관련된 파라미터인 현재 블록 파라미터 또는 상기 현재 블록의 주변 블록과 관련된 파라미터인 주변 블록 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여 필터링 수행 여부를 결정한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 현재 블록이 비정방형 블록인 경우, 현재 블록 과 관련된 파라미터인 현재 블록 파라미터 또는 주변 블록과 관련된 파라미터인 주변 블록 파라미터 중 적어도 어느 하나를 이용하여 참조 샘플의 필터링 수행 여부와 필터링 종류를 결정함으로써 예측 정확도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 참조 샘플 필터링 수행 여부와 필터링 종류를 결정하는 과정에서 기 정의된 정방형 블록의 표(테이블)를 이용함으로써 별도의 비정방형 블록을 위한 테이블을 저장할 필요가 없으므로, 인코더/디코더의 추가적인 메모리 소모를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 현재 블록 파라미터(변의 길이, 양자화 파라미터, 샘플 수 또는 예측 샘플과 참조 샘플간의 거리) 및/또는 주변 블록 파라미터(양자화 파라미터, 잔차 계수의 개수, 잔차 계수의 존재 여부(Cbf) 또는 경계 관련 정보)를 이용함으로써 아티팩트가 혼재된 블록이나 상세한 영상의 블록에서의 예측 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 현재 블록 파라미터와 주변 블록 파라미터를 조합하여 이용함으로써 예측 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플의 필터링 수행 여부와 필터링 종류를 각각 독립적으로 결정함으로써, 예측 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, QTBT(QuadTree BinaryTree, 이하 'QTBT'라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 현재 처리 블록이 정방형 블록인 경우, 상기 현재 처리 블록과 현재 처리 블록의 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 현재 처리 블록이 비정방형 블록인 경우, 상기 현재 처리 블록과 현재 처리 블록의 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인트라 예측부의 블록도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 방법의 순서도를 나타낸다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.

이하 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 과정이 수행되는 단위를 의미하며, 샘플(또는 화소, 픽셀)의 다차원 배열로 구성될 수 있다.

'블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있으며, 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있다. 또한, 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열과 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 모두 포함하여 통칭할 수도 있다.

예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 인코딩/디코딩의 수행 대상이 되는 샘플의 배열을 의미하는 코딩 블록(CB: Conding Block), 복수의 코딩 블록으로 구성되는 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 동일한 예측이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 예측 블록(PB: Prediction Block)(또는 예측 유닛(PU: Prediction Unit)), 동일한 변환이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 변환 블록(TB: Transform Block)(또는 변환 유닛(TU: Transform Unit))을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.

또한, 본 명세서 별도의 언급이 없는 한, '블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분 및/또는 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 배열을 인코딩/디코딩하는 과정에서 이용되는 신택스 구조(syntax sturcture)를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 여기서, 신택스 구조는 특정한 순서로 비트스트림 내 존재하는 0 또는 그 이상의 신택스 요소(syntax element)를 의미하며, 신택스 요소는 비트스트림 내에서 표현되는 데이터의 요소를 의미한다.

예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 코딩 블록(CB)과 해당 코딩 블록(CB)의 인코딩을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 복수의 코딩 유닛으로 구성되는 코딩 트리 유닛(CU: Coding Tree Unit), 예측 블록(PB)과 해당 예측 블록(PB)의 예측을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 예측 유닛(PU: Prediction Unit), 변환 블록(TB)과 해당 변환 블록(TB)의 변환을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 반드시 정사각형 또는 직사각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열을 의미할 수도 있다. 이 경우, 폴리곤(Polygon) 블록 또는 폴리곤 유닛으로 지칭될 수도 있다.

또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.

또한, 이하 본 명세서에서 제안하는 기술이 적용되는 현재 블록은 별도의 언급이 없는 한 비정방형 블록을 나타낸다.

도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)를 포함하여 구성될 수 있다.

영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할한다.

감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.

변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.

양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.

한편, 양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.

한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.

필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.

복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.

인터 예측부(181)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.

따라서, 인터 예측부(181)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.

보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(181)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.

인트라 예측부(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다. 인트라 예측부(182)는, 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 또한, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.

인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.

디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.

역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.

역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.

가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.

필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.

본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.

일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.

인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.

HEVC에서 CTU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CTB를 포함한다.

하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.

CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16, 8×8 중 어느 하나로 정해질 수 있다.

도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다.

보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다.

CTU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.

1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.

또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.

인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.

또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.

LCU가 쿼드 트리 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.

하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.

상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다.

PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.

PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.

PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.

도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.

도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.

여기서, 2N×2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.

반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.

도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.

인트라 예측과 유사하게, N×N 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.

인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.

또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.

하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.

1) 64×64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.

2) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.

3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.

4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.

5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.

6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.

7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.

인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.

TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.

앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.

TU는 쿼드-트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.

보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.

CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.

1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.

또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.

트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.

하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.

예측(prediction)

디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.

복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.

인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.

인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.

이하, 인트라 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.

인트라 예측(Intra prediction)(또는 화면 내 예측)

도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출(derivation)한다(S501).

인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode)라고 지칭한다. 반면, 예측 방향을 가지지 않는 인트라 예측 모드로서, 인트라 플래너(INTRA_PLANAR) 예측 모드, 인트라 DC(INTRA_DC) 예측 모드가 있다.

아래의 표 1은 인트라 예측 모드와 관련 명칭에 대하여 예시한다.

인트라 예측에서는 도출되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 도출한다.

디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성한다(S502).

인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nS×nS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 이웃한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 이웃한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미한다.

그러나, 현재 처리 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.

디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다(S503).

참조 샘플의 필터링 수행 여부는 현재 처리 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 참조 샘플의 필터링 방법은 인코더로부터 전달되는 필터링 플래그에 의해 결정될 수 있다.

디코더는 인트라 예측 모드와 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성한다(S504). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 도출 단계(S501)에서 도출된 인트라 예측 모드와 참조 샘플 구성 단계(S502)와 참조 샘플 필터링 단계(S503)를 통해 획득한 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성(즉, 현재 처리 블록 내 예측 샘플 생성)한다.

현재 처리 블록이 INTRA_DC 모드로 인코딩된 경우 처리 블록 간의 경계의 불연속성(discontinuity)을 최소화하기 위해, S504 단계에서 예측 블록의 좌측(left) 경계 샘플(즉, 좌측 경계에 이웃한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 이웃한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.

또한, S504 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 도출할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 이웃할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.

따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.

도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.

앞서 설명한 바와 같이, HEVC는 화면 내 예측을 위해 33가지의 방향성 예측 방법과 두 가지의 무 방향성 예측 방법, 총 35가지 예측 방법을 사용하여 현재 블록의 예측 블록이 생성된다.

33가지 방향성 예측 모드의 경우, 참조 샘플들로부터 예측 샘플을 계산할 때, 각각의 방향성을 고려하여 참조 샘플 값이 해당 예측 샘플로 복사된다.

반면, 두 가지의 무 방향성 예측 방법인 DC 모드와 플래너(Planar) 모드의 경우, 각각 주변 이웃하는 참조 샘플의 평균 값과 가중 합으로 예측 샘플이 계산된다.

도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, QTBT(QuadTree BinaryTree, 이하 ‘QTBT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.

쿼드트리와 이진트리(QTBT: Quad-Tree Binary-Tree)

QTBT는 쿼드트리(quadtree) 구조와 이진트리(binarytree) 구조가 결합된 코딩 블록의 구조를 말한다. 구체적으로, QTBT 블록 분할 구조에서는 영상을 CTU 단위로 코딩하며, CTU는 쿼드트리(quadtree) 형태로 분할되고, 쿼드트리의 리프 노드(leaf node)는 추가적으로 이진트리(binarytree) 형태로 분할된다.

이하에서는, 도 7을 참조하여 QTBT 구조와 이를 지원하는 분할 플래그(split flag) 신택스에 대하여 설명한다.

상기 도 7을 참조하면, 현재 블록은 QTBT 구조로 분할될 수 있다. 즉, CTU는 먼저 쿼드트리 형태로 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 쿼드트리 형태로 더 이상 분할되지 않는 쿼드트리의 리프 노드(leaf node)는 이진 트리 형태로 계층적으로 분할될 수 있다.

인코더는 QTBT 구조에서 쿼드트리의 분할 여부 결정을 위하여 분할 플래그를 시그널링할 수 있다. 이때, 쿼드트리 분할은 MinQTLumaISlice, MinQTChromaISlice 또는 MinQTNonISlice 값에 의해 조정(또는 제한)될 수 있다. 여기서, MinQTLumaISlice는 I-슬라이스에서 루마(luma)성분의 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기를 나타내고, MinQTLumaChromaISlice는 I-슬라이스에서 크로마(chroma) 성분의 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기를 나타내고, MinQTNonISlice는 비 I-슬라이스(non I-slice)에서 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기를 나타낸다.

QTBT의 쿼드트리 구조에서는 I-슬라이스에서 루마 성분과 크로마 성분이 서로 독립적인 분할 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, QTBT 구조에서 I-슬라이스의 경우, 루마 성분과 크로마 성분의 분할 구조는 서로 다르게 결정될 수 있다. 이와 같은 분할 구조를 지원하기 위하여, MinQTLumaISlice와 MinQTChromaISlice는 서로 다른 값을 가질 수 있다.

다른 예로, QTBT 의 비 I-슬라이스에서 쿼드트리 구조는 루마 성분과 크로마 성분의 분할 구조가 동일하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 비 I-슬라이스의 경우, 루마 성분과 크로마 성분의 쿼드트리 분할 구조는 MinQTNonISlice 값에 의해 조정될 수 있다.

QTBT 구조에서 쿼드트리의 리프 노드는 이진트리 형태로 분할될 수 있다. 이때, 이진 트리 분할은 MaxBTDepth, MaxBTDepthISliceL 및 MaxBTDepthISliceC에 의해 조정(또는 제한)될 수 있다. 여기서, MaxBTDepth는 비 I-슬라이스에서 쿼드트리의 리프 노드를 기준으로 이진트리 분할의 최대 깊이(depth)를 나타내고, MaxBTDepthISliceL는 I-슬라이스에서 루마 성분의 이진트리 분할의 최대 깊이를 나타내고, MaxBTDepthISliceC는 I-슬라이스에서 크로마 성분의 이진트리 분할의 최대 깊이를 나타낸다.

또한, QTBT의 I-슬라이스에서 루마 성분과 크로마 성분이 서로 다른 구조를 가질 수 있기 때문에, I-슬라이스에서 MaxBTDepthISliceL와 MaxBTDepthISliceC는 서로 다른 값을 가질 수 있다.

QTBT의 분할 구조의 경우, 쿼드트리 구조와 이진트리 구조를 함께 사용할 수 있으며, 이 경우 다음과 같은 규칙이 적용될 수 있다.

첫째, MaxBTSize는 MaxQTSize보다 작거나 같다. 여기서, MaxBTSize는 이진트리 분할의 최대 크기를 나타내고, MaxQTSize 는 쿼드트리 분할의 최대 크기를 나타낸다.

둘째, QT의 리프 노드(Leaf node)가 BT의 루트(root)가 된다.

셋째, 한 번 BT로 분할되면 다시 QT로 분할 될 수 없다

넷째, BT는 수직 분할(Vertical Split) 및 수평 분할(Horizontal Split)을 정의한다.

다섯째, MaxQTDepth, MaxBTDepth를 미리 정의한다. 여기서, MaxQTDepth 는 쿼드트리 분할의 최대 깊이(depth)를 나타내고, MaxBTDepth는 이진트리 분할의 최대 깊이(depth)를 나타낸다.

여섯째, MaxBTSize, MinQTSize 는 슬라이스 타입(slice type)에 따라 달라질 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 현재 처리 블록이 정방형 블록인 경우, 상기 현재 처리 블록과 현재 처리 블록의 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 나타낸다.

상술한 도 7을 참조하면, QTBT 분할 구조에서, 현재 처리 블록(코딩 블록)은 정방형 블록 또는 비정방형 블록에 해당할 수 있다. 정방형 블록은 가로 길이와 세로 길이가 동일한 정사각형 블록이고, 비정방형 블록은 가로 길이와 세로 길이가 상이한 직사각형 블록이다. 이하, 현재 처리 블록이 정방형 블록인 경우를 먼저 살펴본다.

도 8에서, 현재 처리 블록(이하, 편의를 위해 현재 블록으로 지칭한다, 8010)은 N×N 크기의 정방형 블록이다. 일 예로, 도 8에 도시된 블록의 경우, N은 4에 해당한다.

화면 내 예측 수행 시 참조할 수 있는 참조 샘플(8020)은 현재 블록(8010)의 이웃 샘플들로 구성된다. 도 8을 참조하면, 현재 블록(8010)의 크기가 N×N일 때, 참조 샘플(8020)은 현재 블록(8010) 상단의 2N개, 좌측의 2N개 및 좌상단의 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 즉, 참조 샘플(8020)은 최대 4N+1개의 샘플을 포함할 수 있다. 경우에 따라선, 주변 참조 샘플(8020)이 모두 존재하지 않은 경우, 표현 가능한 픽셀 값 범위의 중간값으로 모든 참조 샘플(8020)이 채워질 수 있다. 또한, 주변의 참조 샘플(8020) 중 일부만이 사용 가능할 경우, 사용 불가능한 샘플을 사용 가능한 샘플로 대체하는 패딩이 수행될 수 있다.

화면 내 예측에서, 참조 샘플(8020)은 이미 양자화가 수행된 후 복원됨으로써 재구성된 샘플에 해당한다. 따라서 참조 샘플(8020)은 양자화 에러를 포함한다. 양자화 에러에 의한 예측 오차를 줄이기 위해, 참조 샘플 필터링(또는, intra smoothing)이 수행될 수 있다. 참조 샘플 필터링은 샘플 간의 차이로 인해 파생될 예측 블록의 잠재적인 시각적 아티팩트(visual artifact)를 사전에 방지할 수 있으며, 이를 위해 저역 통과 필터(Low pass filter)가 사용될 수 있다.

필터링 수행 전, 참조 샘플(8020)은 현재 블록(8010)의 크기, 예측 모드 및 픽셀 값에 따라 예측을 수행하기 전 필터링 여부가 먼저 결정된다. 아래의 표 2는 인코더/디코더에서 현재 블록(8010)(또는 예측 블록)의 크기와 인트라 예측 모드에 따른 필터링 수행(적용) 여부를 나타낸다. 아래의 표 2는 인코더/디코더에 미리 정의될 수 있다.

표 2에서, 세로축의 숫자 0부터 34는 인트라 예측 모드를 나타내며, 가로축의 4×4, 8×8, 16×16 및 32×32는 현재 블록(8010)의 크기를 나타낸다.

표 2를 참조하면, DC 모드(mode 1), 수평 방향 모드(horizontal mode, mode 10) 및 수직 방향 모드(vertical mode, mode 26)에서는, 현재 블록(8010)의 크기에 상관 없이 필터링이 항상 수행되지 않는다. DC 모드의 경우, 필터링에 의해 참조 샘플의 값이 왜곡되는 것을 방지하기 위해, 참조 샘플(8020)이 필터링되지 않는다.

크기가 작은 블록(일 예로, 4×4 또는 8×8)은 극히 일부의 예측 모드에서만 필터링이 수행된다. 블록의 크기가 커질수록, 필터링에 대한 제한이 완화된다. 블록의 크기가 충분히 큰 경우(일 예로, 32×32)에는, DC 모드, 수평 방향 모드(mode 10) 및 수직 방향 모드(mode 26)를 제외한 모든 모드에서 필터링이 수행될 수 있다. 또한, 예측 블록의 크기, 예측 모드 및 참조 샘플(8020)의 값 등을 기초로 필터 종류가 결정될 수 있다.

현재 블록(8010)의 예측 블록은 현재 블록(8010)의 참조 샘플(8020)을 이용함으로써 생성된다. 이후, 디코더는 예측 블록과 전송받은 잔차 신호를 결합함으로써 현재 블록(8010)을 복원한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 현재 처리 블록이 비정방형 블록인 경우, 상기 현재 처리 블록과 현재 처리 블록의 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 나타낸다.

도 9에서, 현재 블록은 비정방형 블록(9010)이다. 상술한 도 7 및 도 8에 관한 설명에서 언급한 바와 같이, QTBT 분할 구조에서 현재 처리 블록은 비정방형 블록에 해당할 수 있다. 일 예로, 비정방형 블록(9010)은 2N×N 또는 2N×hN(h=half) 크기 등을 가질 수 있다. 또한, 상술한 도 8에 관한 설명에서 살펴본 바와 같이, 정방형 블록은 참조 샘플 필터링 여부가 현재 블록의 크기(즉, 한 변의 길이 N)에 기초하여 표 2의 기준에 따라 결정된다. 그러나 비정방형 블록(9010)은 블록의 가로 길이와 세로 길이가 상이하다. 따라서 비정방형 블록(9010)의 경우 정방형 블록과 달리 양변의 길이가 다르므로, 어떤 변의 길이를 기준으로 표 2에 따라 필터링 수행 여부를 결정할지 모호하다.

먼저, 비정방형 블록(9010)의 참조 샘플을 설명한다. 참조 샘플은 상단(상측) 참조 샘플(9020) 및 좌측 참조 샘플(9030)을 포함한다. 상단 참조 샘플(9020)은 상측 경계 샘플로도 지칭될 수 있고, 좌측 참조 샘플(9030)은 좌측 경계 샘플로도 지칭될 수 있다.

상단 참조 샘플(9020)은 현재 블록의 상단에 인접한 참조 샘플이다. 상단 참조 샘플(9020)은 현재 블록의 상단 수평 에지(즉, 위쪽 가로변)의 상측(위쪽) 및 우상측에 위치하는 샘플들을 포함한다. 일 예로, 좌상단 샘플(Top-left sample, 9040)의 위치가 [X][Y]=[-1][-1] 일 때, 상단 참조 샘플(9020)들은 [X][-1]의 위치를 갖는다. 즉, 상단 참조 샘플(9020)은 현재 블록의 위쪽에 인접하고, 참조 샘플들이 가로로 배열된다.

좌측 참조 샘플(9030)은 현재 블록의 좌측에 인접한 참조 샘플이다. 좌측 참조 샘플(9030)은 현재 블록의 좌측 수직 에지(즉, 왼쪽 세로변)의 좌측 및 좌하단에 위치한 샘플들을 포함한다. 일 예로, 좌상단 샘플(9040)의 위치가 [X][Y]=[-1][-1] 일 때, 좌측 참조 샘플(9030)은 [-1][y]의 위치를 갖는다. 즉, 좌측 참조 샘플(9030)은 현재 블록의 왼쪽에 인접하고, 참조 샘플들이 세로로 배열된다.

상단 참조 샘플(9020)과 좌측 참조 샘플(9030)의 길이는 현재 블록과 주변 블록에 기초하여 적정한 길이로 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 2N×N 크기를 가질 때, 상단/좌측 참조 샘플의 최대 길이는 긴 변의 길이의 2배인 4N의 길이를 가질 수 있다. 또한, 상단 참조 샘플(9020)과 좌측 참조 샘플(9030)의 길이는 상이할 수 있다.

이때, 좌상단 샘플(9040)은 상단 참조 샘플(9020) 또는 좌측 참조 샘플(9030) 중 하나에 포함되어 처리될 수 있다. 일 예로, 도 9는 좌상단 샘플(9040)이 좌측 참조 샘플(9030)에 포함된 것을 나타낸다. 좌상단 샘플(9040)은, 상단 참조 샘플(9020)에 포함되어 처리될 수도 있다.

상술한 도 5와 관련된 설명을 참조하면, 참조 샘플을 이용함으로써 예측 블록이 생성되고, 생성된 예측 블록을 이용함으로써 영상을 복원하는 인트라 예측은 인트라 예측부에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 인트라 예측부는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득할 수 있고(S501 참조), 현재 블록의 이웃 샘플을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 획득할 수 있다(S502 참조). 이후, 인트라 예측부는 참조 샘플에 필터링을 수행할지 여부를 결정하고, 필터링을 수행하기로 결정되면 참조 샘플을 필터링할 수 있다(S503 참조). 이후, 인트라 예측부는 필터링되지 않은 참조 샘플 또는 필터링된 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다(S504 참조).

이하에서는 비정방형 블록(9010)의 참조 샘플의 필터링 여부 및 필터 종류를 결정하는 기준을 설명한다. 필터링 여부/필터 종류를 결정하는 방식 외의 필터링 절차는 기존의 HEVC 필터링 방법과 동일하게 수행될 수 있다. 디코더(영상 복호화 장치)에서, 인트라 예측 모드는 인자(factor)로써 인코더로부터 전송될 수 있다.

이하의 실시예들은, 인트라 예측부가 필터링 수행 여부를 결정하는 과정 및 필터 종류를 결정하는 과정에서, 인트라 예측 모드와 함께, 현재 블록 파라미터 및/또는 주변 블록 파라미터가 이용된다. 현재 블록 파라미터란, 현재 블록과 관련된 파라미터이며, 주변 블록 파라미터는 현재 블록의 주변 블록들과 관련된 파라미터이다.

현재 블록 파라미터는, (i) 현재 블록의 변(수평 에지 또는 수직 에지)의 길이, (ii) 현재 블록의 샘플(픽셀) 수, (iii) 현재 블록의 양자화율(QP) 및/또는 (4) 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리 정보 등을 포함한다.

주변 블록 파라미터는, (i) 주변 블록의 양자화율(QP), (ii) 주변 블록의 잔차 계수 관련 정보, (iii) 주변 블록의 경계/에지 관련 정보, 및/또는 (iv) 주변 블록의 분할 정보 등을 포함한다.

이하의 실시예들을 이용함으로써 비정방형 블록(9010)의 참조 샘플 필터링 여부 및/또는 필터 종류가 결정될 수 있다.

실시예 1: 현재 블록의 변의 길이를 이용

실시예 1은 인트라 예측부가 필터링 수행 여부 및/또는 필터 종류를 결정하는 과정에서 현재 블록 파라미터를 이용한다. 상기 현재 블록 파라미터는 현재 블록의 변의 길이를 포함한다. 또한, 실시예 1은, 필터링 여부 판단 과정에서 별도의 표(테이블)를 정의하지 않고, 정방형 블록와 관련된 표에 해당하는 상술한 표 2를 이용한다.

현재 블록 파라미터는 현재 블록의 가로변 길이(즉, 수평 에지의 길이) 및/또는 세로변 길이(즉, 수직 에지의 길이)를 포함할 수 있다. 즉, 인트라 예측부는 현재 블록의 변의 길이 중 더 긴 변(즉, 더 큰 값을 갖는 에지의 길이) 또는 더 작은 변(즉, 더 작은 값을 갖는 에지의 길이)을 기초로 참조 샘플의 필터링 여부를 결정할 수 있다. 현재 블록의 변의 길이는 현재 블록의 한 변에 포함된 샘플(픽셀 또는 화소)의 개수와 대응된다.

변 길이를 이용하는 첫번째 방법으로써, 인트라 예측부는 가로변과 세로변의 길이 중 더 긴 길이를 기준으로 필터링 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 가로변의 길이가 8이고 세로변의 길이가 16이며 예측 모드가 14인 경우, 더 긴 길이는 16이므로, 필터링 여부는 표 2의 16×16 블록의 경우와 동일한 기준으로 결정된다. 즉, 표 2에 따라, 16×16 블록은 예측 모드 14에서 참조 샘플 필터링이 수행되므로, 8×16 블록의 참조 샘플에 필터링이 수행된다. 다른 예로, 가로변의 길이가 32, 세로변의 길이가 8 및 예측 모드가 10인 경우, 표 2의 32×32 블록의 기준에 따라 32×8 블록의 참조 샘플 필터링은 수행되지 않는다. 필터링을 수행하도록 결정된 경우, 스무딩(smoothing) 필터는 1차원 이항 필터(1-Dimensional binomial filter) 등이 사용될 수 있다. 상기 1차원 이항 필터는 1-2-1 필터(1-2-1 filter) 또는 1-4-6-4-1 필터(1-4-6-4-1 filter) 등을 포함할 수 있다.

표 2를 참조하면, 예측 블록의 크기가 클수록 필터링이 수행될 가능성이 증가한다. 따라서, 큰 변의 길이를 기준으로 필터링 수행 여부를 결정하는 경우, 블록의 크기가 증가할수록 스무딩을 허용하는 규칙에 따라 참조 샘플이 더 스무딩될 수 있다. 또한, 현재 블록이 노이지(noisy)한 블록이거나, 예측 샘플에 아티팩트(artifact)가 혼재되어 있는 경우, 오차의 전파(error propagation)가 감소될 수 있다.

변 길이를 이용하는 두번째 방법으로써, 인트라 예측부는 가로변과 세로변의 길이 중 더 짧은 길이를 기준으로 필터링 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 가로변의 길이가 8이고 세로변의 길이가 16이며 예측 모드가 14인 경우, 더 짧은 길이는 8이므로, 필터링 여부는 표 2의 8×8 블록과 동일한 기준으로 결정된다. 즉, 표 2에 따라, 8×8 블록은 모든 예측 모드에서 참조 샘플 필터링을 수행하지 않으므로, 8×16 블록의 참조 샘플에 필터링이 수행되지 않는다. 다른 예로, 가로변의 길이가 32, 세로변의 길이가 8이고 예측 모드가 2인 경우, 표 2의 8×8 블록에 따라 32×8 블록의 참조 샘플에 필터링이 수행된다. 필터링을 수행하도록 결정된 경우, 스무딩(smoothing) 필터는 1차원 이항 필터(1-Dimensional binomial filter) 등이 사용될 수 있다. 상기 1차원 이항 필터는 1-2-1 필터(1-2-1 filter) 또는 1-4-6-4-1 필터(1-4-6-4-1 filter) 등을 포함할 수 있다.

표 2를 참조하면, 예측 블록의 크기가 작을수록 필터링이 수행될 가능성이 감소한다. 따라서, 작은 변을 기준으로 필터링을 적용 여부를 결정할 경우, 크기가 작은 블록일수록 필터링 적용을 제한하는 규칙에 따라 스무딩 효과가 차단될 수 있다. 또한, 참조 샘플의 복잡한 특성이 그대로 예측 블록에 적용되어야 할 경우, 필터링 가능성을 낮춤으로써 더욱 정확한 예측 샘플이 생성될 수 있다.

상술한 실시예 1은, 필터링 여부 판단 과정에서 별도의 표(테이블)를 정의하지 않고, 정방형 블록와 관련된 표 2를 이용한다. 비정방형 블록(9010)의 참조 샘플 필터링 여부에 대한 별도의 테이블을 정의하는 경우, 이를 저장하기 위해 추가적인 메모리가 소모된다. 실시예 1은, 비정방형 블록(9010)에 대한 별도의 추가적인 테이블을 정의하지 않고, 비정방형 블록(9010)의 참조 샘플의 필터링 여부를 결정하는 과정에서 정방형 블록의 표를 이용함으로써 인코더와 디코더의 메모리를 절약할 수 있다.

실시예 2: 현재 블록의 샘플 수를 이용

실시예 2는 인트라 예측부가 필터링 수행 여부 및/또는 필터 종류를 결정하는 과정에서 현재 블록 파라미터를 이용한다. 상기 현재 블록 파라미터는 현재 블록의 샘플(픽셀) 수를 포함한다. 실시예 2도 실시예 1과 마찬가지로, 필터링 수행 여부를 판단하는 과정에서 표 2가 이용된다.

현재 블록에 포함된 샘플 수와 동일한 샘플 수를 갖는 정방형 블록이 존재하는 경우, 상기 정방형 블록과 동일한 기준을 적용하여 필터링 수행 여부가 결정된다.

만약, 현재 블록의 샘플 수와 동일한 샘플 수를 갖는 정방형 블록이 존재하지 않는 경우, 현재 블록의 샘플 수 보다 적은 샘플 수를 갖는 정방형 블록들 중, 가장 크기가 큰 블록을 기준으로 필터링 수행 여부가 결정된다. 즉, 다른 방식으로 설명하자면, 현재 블록의 샘플 수와 동일한 샘플 수를 갖는 정방형 블록이 존재하지 않는 경우, 현재 블록의 작은 변의 길이를 기준으로(즉, 작은 변의 길이에 대응되는 정방형 블록과 동일한 기준으로) 필터링 수행 여부가 결정된다.

일 예로, 현재 블록의 상변의 길이가 8이고 좌변의 길이가 32인 경우(즉, 현재 블록이 8×32 블록), 현재 블록에 포함된 샘플 수는 16×16 블록에 포함된 샘플 수와 동일하다. 따라서, 이 경우 현재 블록은 16×16 블록과 같은 기준이 적용된다. 만약 예측 모드가 모드 14인 경우, 표 2에 따라 16×16 블록은 참조 샘플 필터링이 수행되므로, 현재 블록인 32×8 블록에도 참조 샘플 필터링이 수행된다.

다른 예로, 현재 블록의 상변의 길이가 16이고 좌변의 길이가 8인 경우(즉, 현재 블록이 16×8 블록), 현재 블록의 샘플 수와 동일한 샘플 수를 갖는 정방형 블록이 존재하지 않는다. 16×8 블록의 픽셀 수는 16×16 블록의 픽셀 수보다는 적고, 8×8 블록의 픽셀 수보다는 많다. 따라서 이 경우, 현재 블록의 참조 샘플 필터링 여부는 8×8 블록의 기준에 따라 결정된다. 표 2를 참조하면, 예측 모드가 14인 경우 8×8 블록의 참조 샘플 필터링이 수행되지 않는다. 따라서, 현재 블록(16×8 블록)의 참조 샘플 필터링도 수행되지 않는다.

필터링을 수행하기로 결정된 경우, 스무딩(smoothing) 필터는 1차원 이항 필터(1-Dimensional binomial filter) 등이 사용될 수 있다. 상기 1차원 이항 필터는 1-2-1 필터(1-2-1 filter) 또는 1-4-6-4-1 필터(1-4-6-4-1 filter) 등을 포함할 수 있다.

실시예 3: 현재 블록/주변 블록의 양자화 파라미터를 이용

실시예 3은 인트라 예측부가 필터링 수행 여부 및/또는 필터 종류를 결정하는 과정에서 현재 블록 또는 주변 블록의 파라미터를 이용한다. 상기 현재/주변 블록 파라미터는 현재/주변 블록의 양자화 파라미터를 포함한다.

양자화는 입력 데이터에 대해 특정 범위의 입력 값을 하나의 대표값으로 매핑하는 것이다. 일 예로, 인코더에서 현재 블록의 차분 블록이 주파수 영역의 신호로 변환됨으로써 변환 블록이 획득될 수 있고, 변환 블록의 계수(변환 계수)가 양자화될 수 있다.

양자화 파라미터(quantization parameter, QP)는 코딩 블록의 양자화율(QP_step)과 관련된다. 양자화율은 양자화 구간(quantization range)으로도 표현될 수 있다. 양자화율이 커질수록 데이터를 표현하는 대표값의 수가 적어지며, 양자화율을 변화시킴으로써 데이터 압축률이 조절될 수 있다. 양자화율은 실수값이므로, 계산의 편의를 위해 양자화율 대신 정수값인 양자화 파라미터가 사용될 수 있다. 일 예로, 양자화 파라미터는 0부터 51까지의 정수값을 가질 수 있고, 이에 기초하여 현재 블록 또는 주변 블록의 변환 계수가 양자화 될 수 있다. 각 코딩 블록의 양자화 파라미터는 인코더로부터 디코더로 전송될 수 있다. 즉, 디코더는 각 코딩 블록의 양자화 파라미터를 파싱할 수 있다.

실시예 3은 현재 블록의 양자화 파라미터(이하, 현재 블록의 QP) 또는 주변 블록의 양자화 파라미터(이하, 주변 블록의 QP)을 기준으로 현재 블록의 참조 샘플의 필터링 수행 여부를 결정한다. 이하에서 별도의 언급이 없는 한, QP는 현재 블록의 QP 및 주변 블록의 QP를 모두 포함한다. 이하의 방법은 현재 블록의 QP 또는 주변 블록의 QP에 모두 적용될 수 있다.

구체적으로, 현재 블록 또는 주변 블록의 QP가 임계값(QP threshold)보다 큰 경우(또는 크거나 같은 경우), 인트라 예측부는 현재 블록의 참조 샘플 필터링을 수행하기로 결정할 수 있다. 또한, 인트라 예측부는 필터링을 수행하기로 결정한 경우, 필터링의 강도가 센 필터인 강한 스무딩 필터(strong smoothing filter)를 적용할 수 있다.

현재 블록 또는 주변 블록의 QP가 임계값보다 작은(또는 작거나 같은) 경우, 인트라 예측부는 현재 블록의 참조 샘플 필터링을 수행하지 않기로 결정할 수 있다. 다만, 인트라 예측부는 QP가 임계값보다 작은 경우에도 참조 샘플 필터링을 수행하기로 결정할 수 있고, 이 경우 필터링의 강도가 약한 필터인 약한 스무딩 필터(weak smoothing filter)를 적용할 수 있다.

약한 스무딩 필터는 1차원 이항 필터(1-Dimensional binomial filter) 등이 사용될 수 있다. 상기 1차원 이항 필터는 1-2-1 필터(1-2-1 filter) 또는 1-4-6-4-1 필터(1-4-6-4-1 filter) 등을 포함할 수 있다. 강한 스무딩 필터로서 평균 필터(Average filter) 또는 다른 종류의 선형/비선형 가중 필터(linear / non-linear-weighting filter) 등이 사용될 수 있다.

QP 임계값은 인코더와 디코더 사이에 미리 약속될 값으로 정해질 수 있다. 또한, 상기 임계값은 VPS, SPS, PPS, Slice header 또는 block header에 포함되어 인코더에서 디코더로 전송될 수 있다. 디코더는 전송받은 임계값에 기초하여 참조 샘플 필터링 여부 및 필터 종류를 결정할 수 있다.

QP가 작을수록 데이터를 표현하는 대표값의 수가 많아지기 때문에 영상의 세부적인 특성이 더 잘 보존된다. 따라서, 세밀하거나 정교한(즉, 블록 내 샘플값의 변화가 큰) 영상에는 필터링을 약하게 적용함으로써 예측 블록의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, QP가 클수록 대표값의 수가 적어지므로, blocky artifact 등의 에러가 많이 발생된다. 따라서, 이 경우에는 강한 필터링을 적용함으로써 예측 블록의 정확도를 향상시킬 수 있다.

실시예 4: 주변 블록의 잔차 계수 관련 정보를 이용

실시예 4는 필터링 수행 여부 및/또는 필터 종류를 결정하는 과정에서 주변 블록 파라미터를 이용한다. 상기 주변 블록 파라미터는 주변 블록의 잔차 계수 관련 정보를 포함하며, 상기 잔차 계수 관련 정보는 주변 블록의 잔차 계수(residual coefficient)의 개수 및/또는 주변 블록에 잔차 계수가 존재하는지를 나타내는 플래그(coded block flag, Cbf)를 포함한다.

참조 샘플은 현재 블록 주변의 이미 부호화를 거쳐 복호화된 샘플들로 구성된다. 따라서 재구성된 참조 샘플이 포함된 주변 블록들은 각각 Cbf와 잔차 계수를 포함한다. Cbf 및 잔차 계수의 정보는 인코더로부터 디코더로 전송된다.

잔차 계수는 잔차 블록이 주파수 영역으로 변환된 변환 블록이 양자화된 이후의 계수를 나타낸다. 잔차 블록은 인코더가 원본 코딩 블록에서 예측 블록을 감산한 블록이다. Cbf는 주변 블록에 잔차 계수가 존재하는지를 나타내는 플래그이다. 즉, Cbf는 주변 블록의 변환 블록이 양자화된 이후에 블록에 하나 이상의 계수(즉 잔차 계수)가 존재하는지를 나타낸다. 일 예로, Cbf가 1이면 잔차 계수가 존재한다는 것을 의미할 수 있다.

인트라 예측부는 주변 블록의 Cbf가 잔차 계수가 존재한다는 것을 나타내면 참조 샘플 필터링을 수행하는 것으로 결정할 수 있고, 잔차 계수가 존재하지 않는다는 것을 나타내면 필터링을 수행하지 않기로 결정할 수 있다. 즉, 잔차 계수가 존재한다는 것은 예측에 활용되는 참조 샘플이 복잡하거나 noise가 혼재할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 이 경우, 예측 정확도를 향상시키기 위해 참조 샘플 필터링이 수행될 수 있다. 참조 샘플 필터링을 수행하기로 결정된 경우, 강한 필터링(강한 스무딩 필터)이 적용될 수 있다.

인트라 예측부는 잔차 계수의 수가 임계값보다 크면(또는 크거나 같으면) 참조 샘플 필터링을 수행하는 것으로 결정할 수 있다. 잔차 계수의 수가 많다는 것은 영상의 복잡도가 높다는 것을 나타내기 때문이다. 이 경우, 강한 필터링이 적용될 수 있다. 또한, 인트라 예측부는 잔차 계수의 수가 임계값보다 작으면(또는 작거나 같으면) 필터링을 수행하지 않도록 결정되거나, 필터링을 적용하도록 결정하되 약한 필터링(약한 스무딩 필터)을 적용할 수 있다.

잔차 계수의 수의 임계값은 인코더와 디코더 사이에 미리 약속될 값으로 정해질 수 있다. 또한, 상기 임계값은 VPS, SPS, PPS, Slice header 또는 block header에 포함되어 인코더에서 디코더로 전송될 수 있다. 디코더는 전송받은 임계값에 기초하여 참조 샘플 필터링 여부 및 필터 종류를 결정할 수 있다.

주변 블록의 잔차가 작을수록(즉, 잔차 계수의 수가 적을수록) 주변 블록의 예측 블록과 원본 블록이 동종성(homogeneous)이 높다는 것을 나타낸다. 이 경우 인트라 예측부는 약한 스무딩 필터만을 사용해도 비교적 정확한 예측 블록(예측치)을 생성할 수 있다. 그러나, 주변 블록의 잔차가 클수록(즉, 잔차 계수의 수가 많을수록) 주변 블록의 영상은 상세한 영상이거나 노이즈(noise)나 아티팩트(artifact) 등 에러를 많이 포함할 수 있다. 따라서 인트라 예측부는 이 경우 강한 스무딩 필터를 사용함으로써 예측 블록의 정확도를 향상시킬 수 있다.

실시예 5: 주변 블록의 경계/에지 관련 정보를 이용

실시예 5는 필터링 수행 여부 및/또는 필터 종류를 결정하는 과정에서 주변 블록 파라미터를 이용한다. 상기 주변 블록 파라미터는 주변 블록의 경계(boundary) 또는 에지(edge)와 관련된 정보를 나타낸다.

참조 샘플은 복수의 샘플들을 포함하며, 상기 복수의 샘플들은 현재 블록에 이웃한 서로 다른 주변 블록에 속할 수 있다. 상기 경계 관련 정보는 참조 샘플 내에 주변 블록의 경계또는 에지가 포함되었는지 여부를 나타내는 파라미터(이하, 경계 파라미터 또는 에지 파라미터로 지칭한다) 또는 참조 샘플 내에 블록 경계가 포함된 서로 다른 주변 블록의 수(이하, 경계 샘플 수)를 포함한다.

인트라 예측부는 에지 파라미터에 기초하여 참조 샘플 필터링 여부 및/또는 필터 종류를 결정할 수 있다. 에지 파라미터는 참조 샘플 내에 주변 블록의 경계가 포함되었는지 여부를 나타낸다. 즉, 구체적으로, 에지 파라미터는 상단 참조 샘플(9020) 또는 좌측 참조 샘플(9030) 중 적어도 하나가 서로 다른 주변 블록에 속하는 샘플들로 구성되었는지를 나타낸다. 일 예로, 에지 파라미터가 1인 경우, 참조 샘플 내에 주변 블록의 경계가 포함되었음을 나타낼 수 있다.

인트라 예측부는, 에지 파라미터가 상단 참조 샘플(9020) 또는 좌측 참조 샘플(9030) 중 적어도 하나가 서로 다른 주변 블록에 속하는 샘플들로 구성되었음을 나타내는 경우, 참조 샘플 필터링을 수행하도록 결정할 수 있다. 이 경우 강한 스무딩 필터가 사용될 수 있다. 그렇지 않으면, 인트라 예측부는 참조 샘플 필터링을 수행하지 않거나, 참조 샘플 필터링을 수행하되 약한 스무딩 필터를 사용하도록 결정할 수 있다.

또한, 인트라 예측부는 경계 샘플 수에 기초하여 상기 경계 샘플 수가 임계값보다 큰 경우(또는 크거나 같은 경우) 참조 샘플 필터링을 수행하도록 결정할 수 있다. 그렇지 않으면, 인트라 예측부는 참조 샘플 필터링을 수행하지 않거나, 참조 샘플 필터링을 수행하되 약한 스무딩 필터를 사용하도록 결정할 수 있다.

경계 샘플 수의 임계값은 인코더와 디코더 사이에 미리 약속될 값으로 정해질 수 있다. 상기 임계값은 VPS, SPS, PPS, Slice header 또는 block header에 포함되어 인코더에서 디코더로 전송될 수 있다. 디코더는 전송받은 임계값에 기초하여 참조 샘플 필터링 여부 및 필터 종류를 결정할 수 있다.

현재 블록의 주변 블록들의 크기가 작을수록, 참조 샘플에 포함된 주변 블록의 경계의 수가 증가하며, 블록 경계의 수가 증가할수록 아티팩트(artifact) 등의 에러가 발생할 확률이 증가한다. 따라서, 참조 샘플에 주변 블록의 경계가 포함되거나 경계가 포함된 주변 블록의 수가 임계값보다 큰 경우, 인트라 예측부는 강한 스무딩 필터를 사용하여 참조 샘플을 필터링함으로써 예측 블록의 정확도를 향상시킬 수 있다.

실시예 6: 현재 블록의 예측 샘플과 참조 샘플 간의 거리 정보를 이용

실시예 6은 필터링 수행 여부 및/또는 필터 종류를 결정하는 과정에서 현재 블록 파라미터를 이용한다. 상기 현재 블록 파라미터는 예측 샘플과 참조 샘플 간의 거리 정보를 포함한다. 구체적으로, 거리 정보는 예측 블록 내에서 예측하고자 하는 현재 샘플(이하, 예측 샘플)과 상단 참조 샘플(9020) 간의 수직 거리(이하, 수직 거리) 및/또는 예측 샘플과 좌측 참조 샘플(9030) 간의 수평 거리(이하, 수평 거리)를 포함한다.

인트라 예측부는, 현재 블록 내의 예측 샘플의 위치를 기준으로 적응적으로 참조 샘플 필터링 여부 및/또는 필터 타입을 결정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 한 변의 길이가 N일 때, 인트라 예측부는 예측 샘플의 x좌표 또는 y좌표 중 적어도 어느 한 좌표가 N/2보다 큰 경우 상기 예측 샘플의 예측치 생성 과정에서 참조 샘플 필터링을 수행하도록 결정할 수 있다. 이 경우 인트라 예측부는 강한 스무딩 필터를 사용할 수 있다.

즉, 인트라 예측부는 각 예측 샘플 별로 참조 샘플 필터링 수행 여부를 결정할 수 있다. 인트라 예측부는 각 예측 샘플의 수평 거리 또는 수직 거리 중 적어도 하나가 임계값(또는 임계거리)보다 큰 경우 해당 예측 샘플의 예측치 생성 과정에 참조 샘플 필터링을 수행하도록 결정할 수 있고, 이 경우 강한 스무딩 필터를 사용할 수 있다. 그렇지 않으면, 인트라 예측부는 해당 예측 샘플의 예측치 생성 과정에서 참조 샘플 필터링을 수행하지 않도록 결정하거나, 필터링을 수행하도록 결정하되 약한 스무딩 필터를 사용할 수 있다.

수직 거리 및/또는 수평 거리 각각의 임계값은 인코더와 디코더 사이에 미리 약속될 값으로 정해질 수 있다. 상기 임계값은 VPS, SPS, PPS, Slice header 또는 block header에 포함되어 인코더에서 디코더로 전송될 수 있다. 디코더는 전송받은 임계값에 기초하여 참조 샘플 필터링 여부 및 필터 종류를 결정할 수 있다.

예측의 정확도는 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리가 멀어질수록 감소한다. 또한, 거리가 멀어질수록 노이즈 등의 불필요한 정보가 전파(propagation) 될 가능성이 증가한다. 따라서, 참조 샘플과 거리가 먼 예측 샘플에는 강한 스무딩 필터를 사용함으로써 예측의 정확도가 향상될 수 있다.

실시예 7: 상술한 실시예 1 내지 6의 조합을 이용

상술한 실시예 1 내지 실시예 6의 기준들 중, 하나 이상의 기준을 조합하여 참조 샘플 필터링 여부 및/또는 필터 타입이 결정될 수 있다.

일 예로, 현재 블록의 긴 변의 길이(실시예 1) 및 주변 블록 경계 정보(실시예 5)가 조합된 새로운 기준이 정의될 수 있다. 다른 예로, 현재 블록의 작은 변 길이(실시예 1), 현재 블록의 샘플 수(실시예 2), 및 현재/주변 블록의 양자화 파라미터(실시예 3)이 조합된 새로운 기준이 정의될 수 있다. 상술한 실시예들을 조합함으로써 예측 정확성이 더욱 향상될 수 있다.

실시예 8: 상단 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플을 각각 독립적으로 필터링 여부 및/또는 필터 종류 결정

실시예 8은 실시예 1을 토대로 한다. 실시예 8에서, 인트라 예측부는 현재 블록의 각 변의 길이에 따라 상단 참조 샘플(9020) 및 좌측 참조 샘플(9030)의 필터링 여부 및/또는 필터 종류를 각각 결정한다. 실시예 8도, 상술한 표 2를 사용한다.

구체적으로 다시 도 9를 참조하면, 현재 블록의 수평 에지 길이(가로 변 길이)에 따라 상단 참조 샘플(9020)의 필터링 여부 및/또는 종류가 결정되고, 수직 에지 길이(세로 변 길이)에 따라 좌측 참조 샘플(9030)의 필터링 여부 및/또는 종류가 결정된다. 즉, 좌측 참조 샘플(9030)에는 좌변(또는 세로변)의 길이에 따른 기준이 적용되고, 상단 참조 샘플(9020)에는 상변(또는 가로변)의 길이에 따른 기준이 각각 적용된다. 도 9에 도시된 것과 같이, 결과적으로 좌측 참조 샘플(9030)은 참조 샘플 필터링이 적용될 수 있고, 상단 참조 샘플(9020)에는 참조 샘플 필터링이 적용되지 않을 수 있다. 이로써 두 참조 샘플을 독립적으로 필터링할 수 있다.

일 예로, 세로 변 길이가 16이고 예측 모드가 8인 경우, 좌측 참조 샘플(9030)은 표 2의 16×16 블록에 따라 필터링을 수행하도록 결정될 수 있다. 가로 변의 길이가 8이고 예측 모드가 8인 경우, 상단 참조 샘플(9020)은 표 2의 8×8 블록에 따라 필터링을 수행하지 않도록 결정될 수 있다.

실시예 1과 마찬가지로, 좌상단 샘플(Top-left sample, 9040)의 경우 좌측 참조 샘플(9030) 및 상단 참조 샘플(9020) 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 도 9는 좌상단 샘플이 좌측 참조 샘플(9030)에 포함되어 처리되는 것을 나타낸다.

좌측 참조 샘플(9030) 및 상단 참조 샘플(9020)을 각각 별도로 필터링 적용 여부를 판단하는 것 외의 내용(필터 타입 등)은 상술한 실시예 1에 설명한 내용과 동일하게 적용될 수 있다. 일 예로, 좌측 참조 샘플(9030)에만 강한 스무딩 필터(평균 필터 또는 다른 종류의 선형/비선형 가중 필터 등)를 적용할 수 있다.

실시예 9: 참조 샘플의 참조 가능 여부를 먼저 판단

실시예 9는, 상술한 실시예 1 내지 8에 앞서, 각 참조 샘플이 참조 가능한지(예측 블록 생성에 이용될 수 있는지) 여부를 우선적으로 결정한다. 이 실시예는 참조 샘플 필터링에 앞서 참조 샘플을 획득/생성하는 과정에 적용될 수 있다.

화면 내 예측(intra mode) 방법은 경우에 따라 예측 블록을 생성하는 과정에서 참조 샘플을 이용하지 못할 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플이 이용될 수 없는 경우로는, 현재 블록이 영상의 가장자리에 위치한 경우, 또는 이웃 블록이 화면 간 예측 모드(inter mode)로 복호화된 경우(이는 일부 경우에 한함) 등이 있다.

따라서 실시예 9에서 인트라 예측부는, 상단 참조 샘플(9020) 및 좌측 참조 샘플(9030)이 각각 참조 가능한지 여부를 먼저 판단한다.

구체적으로, 1) 인트라 예측부는 좌측 참조 샘플(9030) 및 상단 참조 샘플(9020) 중 좌측 참조 샘플(9030)만 참조 가능한 경우는 좌변(세로변)의 길이를 기준으로 참조 샘플 필터링 여부를 결정하고, 상단 참조 샘플(9020)만 참조 가능한 경우는 상변(가로변)의 길이를 기준으로 결정한다. 이때, 필터링 수행 여부는 참조 가능한 좌변 또는 상변의 길이를 기준으로 결정되나, 필터링을 수행하기로 결정된 뒤 필터링의 적용은 좌측 참조 샘플(9030) 및 상단 참조 샘플(9020) 모두에 적용된다. 변의 길이를 기준으로 필터링 수행여부를 판단하는 구체적인 방법은 상술한 실시예 7 또는 실시예 1의 설명을 참조한다.

2) 좌측 참조 샘플과 상단 참조 샘플이 모두 참조 가능한 경우 또는 모두 참조 불가능한 경우, 인트라 예측부는 상술한 실시예 1 내지 8의 기준에 따라 참조 샘플 필터링 여부 및/또는 필터 종류를 결정할 수 있다. 또한, 다른 예로써 좌측/상단 참조 샘플(9020)이 모두 참조 불가능한 경우, 인트라 예측부는 모든 참조 샘플을 디폴트(default) 값(1<<(bitDepth-1))으로 채운 뒤, 예측 블록 생성에 이용할 수 있다. 일 예로, 참조 샘플은 8-bit 영상의 경우 128, 10-bit 영상의 경우 512 값으로 채워질 수 있다.

상술한 실시예 1 내지 9의 방법들은 인코더 또는 디코더의 인트라 예측부에서 모두 수행될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인트라 예측부의 블록도를 나타낸다.

인트라 예측부(10010)는 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 예측 블록을 생성한다. 인트라 예측부(10010)는 인코더(영상 부호화 장치) 및/또는 디코더(영상 복호화 장치)에 포함된다.

인트라 예측부(10010)는 인트라 예측 모드 획득부(10020), 참조 샘플 획득부(10030), 참조 샘플 필터링부(10040) 및 예측 블록 생성부(10050)를 포함한다.

인트라 예측 모드 획득부(10020)는, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득한다. 인트라 예측 모드 획득부(10020)는 상술한 도 5의 S501 절차를 수행할 수 있다.

인트라 예측 모드가 획득된 뒤, 참조 샘플 획득부(10030)는 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 획득한다. 참조 샘플 획득부(10030)는 상술한 도 5의 S502 절차를 수행할 수 있다.

참조 샘플이 획득된 뒤, 참조 샘플 필터링부(10040)는 참조 샘플에 필터링을 수행할지 여부를 결정하고, 필터링을 수행하기로 결정되면 참조 샘플을 필터링한다. 참조 샘플 필터링부(10040)는 참조 샘플에 필터링을 수행하지 않기로 결정하면, 참조 샘플을 필터링하지 않는다.

인트라 예측부(10010)에서 처리되는 현재 블록은 정방형 블록 또는 비정방형 블록에 해당할 수 있다. 참조 샘플 필터링부(10040)는, 현재 블록이 비정방형 블록인 경우, 상기 인트라 예측 모드와 함께, 현재 블록 파라미터 및/또는 주변 블록 파라미터에 기초하여 필터링 여부를 결정한다. 현재 블록 파라미터 및 주변 블록 파라미터에 관한 구체적인 사항은 상술한 도 9와 관련된 설명을 참조한다. 즉, 현재 블록이 비정방형 블록인 경우, 참조 샘플 필터링부(10040)는 상술한 실시예 1 내지 8의 기준에 따라 참조 샘플의 필터링 여부 및/또는 필터 타입을 결정할 수 있다.

예측 블록 생성부(10050)는 필터링되지 않은 참조 샘플 또는 필터링된 참조 샘플을 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한다. 예측 블록 생성부(10050)는 상술한 도 5의 S504 절차를 수행할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 방법의 순서도를 나타낸다.

영상 복호화 장치(디코더)에 의해 영상 복호화가 수행된다.

영상 복호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득한다(S11010). 이 절차는 상술한 도 5의 S501 절차와 동일 또는 유사하게 수행될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.

현재 블록의 이웃 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하기 위한 참조 샘플을 획득한다(S11020). 이 절차는 상술한 도 5의 S502 절차와 동일 또는 유사하게 수행될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다. 또한, 이 단계에서 상술한 도 9의 실시예 9 방법이 수행될 수 있다.

이후, 영상 복호화 장치는 참조 샘플에 필터링을 수행할지 여부를 결정하고(S11030), 필터링을 수행하기로 결정된 경우 참조 샘플을 필터링한다(S11040).

필터링 수행 여부를 결정하는 단계(S11030)에 있어서, 영상 복호화 장치는 인트라 예측 모드와 함께, 현재 블록과 관련된 파라미터인 현재 블록 파라미터 및/또는 현재 블록의 주변 블록과 관련된 파라미터인 주변 블록 파라미터에 기초하여 결정된다. 현재 블록 파라미터 및 주변 블록 파라미터에 관한 구체적인 사항은 상술한 도 9와 관련된 설명을 참조한다.

이후, 영상 복호화 장치는 인트라 예측 모드를 기반으로 참조 샘플 또는 필터링된 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성한다(S11050). 이 절차는 상술한 도 5의 S504 절차와 동일 또는 유사하게 수행될 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서,
현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득하는 단계;
상기 현재 블록의 주변 샘플에 기반하여 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 획득하는 단계;
상기 참조 샘플에 대해 필터링을 수행하기로 결정된 것에 기반하여, 상기 참조 샘플을 필터링하는 단계; 및
상기 인트라 예측 모드 및 필터링된 또는 필터링되지 않은 상기 참조 샘플에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록과 상기 참조 샘플 사이의 거리에 기반하여 결정되고, 상기 참조 샘플에 대한 필터링은 상기 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 수직 모드인 것에 기반하여 스킵되는, 영상 복호화 방법.
제1항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록과 관련된 제1 파라미터 또는 상기 현재 블록의 주변 블록과 관련된 제2 파라미터 중 적어도 하나에 더 기반하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 파라미터는 상기 현재 블록의 수평 에지 길이 또는 상기 현재 블록의 수직 에지 길이 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 상기 수평 에지 길이에 더 기반하여 결정되고,
상기 현재 블록의 상단 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 상기 수직 에지 길이에 더 기반하여 결정되며,
상기 좌측 참조 샘플 및 상기 상단 참조 샘플은 각각 독립적으로 필터링되는, 영상 복호화 방법.
제1항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 제1 정방형 블록 또는 제2 정방형 블록이 기 정의된 필터링 수행 조건을 충족하는지 여부에 더 기반하여 결정되고,
상기 제1 정방형 블록은 상기 현재 블록의 픽셀 개수와 동일한 픽셀 개수를 갖는 정방형 블록이고,
상기 제2 정방형 블록은 상기 현재 블록의 상기 픽셀 개수보다 적은 픽셀 개수를 갖는 정방형 블록들 중에서 가장 큰 정방형 블록인, 영상 복호화 방법.
제1항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 양자화율과 관련된 제1 양자화 파라미터가 제1 임계값보다 큰지 여부에 더 기반하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
제1항에 있어서,
상기 거리는 상기 현재 블록 내의 예측 샘플과 상기 현재 블록의 상단 참조 샘플 사이의 수직 거리, 또는 상기 현재 블록 내의 예측 샘플과 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플 사이의 수평 거리 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 제1 필터링 수행 조건 또는 제2 필터링 수행 조건 중 적어도 하나가 충족되는지 여부에 더 기반하여 결정되고,
상기 제1 필터링 수행 조건은 상기 수직 거리가 제2 임계값보다 큰 것이고,
상기 제2 필터링 수행 조건은 상기 수평 거리가 제3 임계값보다 큰 것인, 영상 복호화 방법.
제6항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 주변 블록의 양자화율과 관련된 제2 양자화 파라미터가 제4 임계값보다 큰지 여부에 더 기반하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
제7항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 주변 블록의 잔차 계수의 개수가 제5 임계값보다 큰지 여부에 더 기반하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
제1항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 주변 블록에 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그에 더 기반하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
제1항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 상단 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플 중 하나 이상이 상기 현재 블록의 서로 다른 주변 블록에 속하는 샘플들로 구성되는지 여부를 나타내는 에지 파라미터에 더 기반하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
제1항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 상단 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플 중 하나 이상이 속하는 상기 현재 블록의 서로 다른 주변 블록의 개수가 제6 임계값보다 큰지 여부에 더 기반하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 블록의 상단 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플이 참조 가능한지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 상단 참조 샘플 및 상기 좌측 참조 샘플 중 하나가 참조 가능한 경우, 상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 수평 에지 및 수직 에지 중 참조 가능한 샘플에 인접한 에지의 길이에 더 기반하여 결정되고,
그렇지 않으면, 상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 수평 에지 및 상기 수직 에지 중 보다 긴 에지의 길이 또는 보다 짧은 에지의 길이에 더 기반하여 결정되거나, 또는 상기 수평 에지의 길이 및 상기 수직 에지의 길이에 더 기반하여 상기 상단 참조 샘플 및 상기 좌측 참조 샘플별로 독립적으로 결정되는, 영상 복호화 방법.
영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서,
현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 현재 블록의 주변 샘플에 기반하여 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 획득하는 단계;
상기 참조 샘플에 대해 필터링을 수행하기로 결정된 것에 기반하여, 상기 참조 샘플을 필터링하는 단계; 및
상기 인트라 예측 모드 및 필터링된 또는 필터링되지 않은 상기 참조 샘플에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록과 상기 참조 샘플 사이의 거리에 기반하여 결정되고,
상기 참조 샘플에 대한 필터링은 상기 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 수직 모드인 것에 기반하여 스킵되는, 영상 부호화 방법.
영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터-판독가능 기록 매체로서, 상기 영상 부호화 방법은:
현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 현재 블록의 주변 샘플에 기반하여 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 획득하는 단계;
상기 참조 샘플에 대해 필터링을 수행하기로 결정된 것에 기반하여, 상기 참조 샘플을 필터링하는 단계; 및
상기 인트라 예측 모드 및 필터링된 또는 필터링되지 않은 상기 참조 샘플에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 샘플 개수, 상기 인트라 예측 모드, 또는 상기 현재 블록과 상기 참조 샘플 사이의 거리 중 적어도 하나에 기반하여 결정되고,
상기 참조 샘플에 대한 필터링은 상기 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 수직 모드인 것에 기반하여 스킵되는, 비일시적 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
제14항에 있어서, 상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록과 관련된 제1 파라미터 또는 상기 현재 블록의 주변 블록과 관련된 제2 파라미터 중 적어도 하나에 더 기반하여 결정되는, 비일시적 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
제15항에 있어서, 상기 제1 파라미터는 상기 현재 블록의 수평 에지 길이 또는 상기 현재 블록의 수직 에지 길이 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 상기 수평 에지 길이에 더 기반하여 결정되고,
상기 현재 블록의 상단 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 상기 수직 에지 길이에 더 기반하여 결정되며,
상기 좌측 참조 샘플 및 상기 상단 참조 샘플은 각각 독립적으로 필터링되는, 비일시적 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
제14항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 제1 정방형 블록 또는 제2 정방형 블록이 기 정의된 필터링 수행 조건을 충족하는지 여부에 더 기반하여 결정되고,
상기 제1 정방형 블록은 상기 현재 블록의 픽셀 개수와 동일한 픽셀 개수를 갖는 정방형 블록이고,
상기 제2 정방형 블록은 상기 현재 블록의 상기 픽셀 개수보다 적은 픽셀 개수를 갖는 정방형 블록들 중에서 가장 큰 정방형 블록인, 비일시적 컴퓨터-판독가능 기록 매체.
제13항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록과 관련된 제1 파라미터 또는 상기 현재 블록의 주변 블록과 관련된 제2 파라미터 중 적어도 하나에 더 기반하여 결정되는, 영상 부호화 방법.
제18항에 있어서,
상기 제1 파라미터는 상기 현재 블록의 수평 에지 길이 또는 상기 현재 블록의 수직 에지 길이 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 상기 수평 에지 길이에 더 기반하여 결정되고,
상기 현재 블록의 상단 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 상기 현재 블록의 상기 수직 에지 길이에 더 기반하여 결정되며,
상기 좌측 참조 샘플 및 상기 상단 참조 샘플은 각각 독립적으로 필터링되는, 영상 부호화 방법.
제13항에 있어서,
상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는 제1 정방형 블록 또는 제2 정방형 블록이 기 정의된 필터링 수행 조건을 충족하는지 여부에 더 기반하여 결정되고,
상기 제1 정방형 블록은 상기 현재 블록의 픽셀 개수와 동일한 픽셀 개수를 갖는 정방형 블록이고,
상기 제2 정방형 블록은 상기 현재 블록의 상기 픽셀 개수보다 적은 픽셀 개수를 갖는 정방형 블록들 중에서 가장 큰 정방형 블록인, 영상 부호화 방법.